Le défi du refroidissement des data centers
Aujourd’hui, la colocation continue d’être utilisée dans le cadre d’une stratégie d’infrastructure diversifiée. Pourtant, le fait que ce type d’installation bénéficie d’une bonne connexion et offre de l’espace pour les configurations à forte densité pose un défi majeur. Il est de plus en plus fréquent de voir des baies de moins de 3 m², contenant jusqu’à 20 serveurs, avec une consommation atteignant 6 kW, et parfois même beaucoup plus. Imaginez maintenant une pièce de 30 m², avec 60 « fours » de ce type qui fonctionnent de jour comme de nuit. La nécessité de mettre en place une gestion rigoureuse de l’électricité et du refroidissement est fondamentale notamment pour la température intérieure des serveurs. Et elle requiert une évolution constante des bonnes pratiques et des technologies pour le faire de façon efficace et écologique.
Qu’est-ce que le free cooling ?
Le free cooling est une technique qui permet de procéder au refroidissement d’un data center de la manière la plus efficace possible : l’air est rafraîchi au sein du data center, sans impliquer de système de refroidissement. C’est tout simplement l’air extérieur, dont la température est inférieure à celle de l’intérieur de l’installation, qui est utilisé et qui, après un contrôle et une correction de l’humidité, est transporté vers les salles de données. La physique de base peut ensuite suivre son cours pour assurer le refroidissement des salles.
En fonction de la situation géographique du data center, il peut être possible d’utiliser cette technique la majeure partie de l’année. Outre la température ambiante du site, l’humidité est un facteur clé pour définir le succès du free cooling. Si l’air frais aspiré dans les salles de données est trop humide, il peut aggraver les problèmes tels que l’oxydation ; s’il est trop sec, il peut entraîner l’augmentation de l’électricité statique, ce qui pose d’autres problèmes.
Principes clés du free cooling
Le free cooling est optimal lorsque la température extérieure est inférieure à celle qui est prévue dans les salles informatiques. Dans certains endroits, cette différence de température est très prévisible, mais dans d’autres, il est nécessaire de gérer l’inversion de ces températures pour assurer une fiabilité de refroidissement. Lors des journées très chaudes, des mesures supplémentaires doivent être prises pour refroidir l’air extérieur avant qu’il ne soit envoyé dans les salles informatiques, ce qui a pour conséquence d’augmenter la consommation d’ énergie au sein de l’installation et peut réduire la valeur relative d’une stratégie de free cooling.
Pour optimiser le free cooling (et réduire la consommation électrique), la température extérieure doit être inférieure à celle des salles informatiques la plus grande partie de l’année. Ce qui peut remettre en question le choix de certaines entreprises concernant le lieu où installer leur infrastructure. Pour résoudre ce problème, une autre possibilité est de faire fonctionner les salles informatiques à une température plus élevée. Encore une fois, cela peut sembler contraire au bon sens. Toutefois, le secteur, dans son ensemble, utilise désormais des températures plus élevées au sein de ses installations, ce qui soutient l’adoption plus large du free cooling.
Cette méthode de refroidissement passif qui tire parti de l’inertie thermique du bâtiment pour réguler la température interne en utilisant l’air extérieur fonctionne souvent en conjonction avec des systèmes de ventilation mécanique qui contrôlent l’entrée et la sortie de l’air pour maintenir des conditions optimales. La ventilation nocturne est une composante clé de cette approche, exploitant les températures plus fraîches pendant la nuit pour pré-refroidir le centre de données sans recourir aux systèmes de climatisation traditionnels.
Cependant, la mise en œuvre du free cooling peut être complexe en raison de plusieurs facteurs. Les variations climatiques tout d’abord qui exigent une conception flexible pour s’adapter aux conditions changeantes, tandis que la filtration de l’air est nécessaire pour éliminer les contaminants extérieurs. De plus, la gestion de l’humidité est cruciale pour éviter les dommages aux équipements. Malgré ces défis, le free cooling peut offrir des économies d’énergie significatives à long terme, nécessitant toutefois un investissement initial pour les systèmes et la sécurité supplémentaires.
Le free-cooling mécanique
Le free cooling mécanique est une méthode sophistiquée de refroidissement utilisée dans les centres de données et d’autres installations où le contrôle précis de la température est essentiel. Contrairement au free cooling traditionnel, qui dépend principalement de la ventilation naturelle pour tirer parti des variations de température extérieure, le free cooling mécanique utilise des équipements mécaniques pour améliorer et contrôler le processus de refroidissement.
Dans le free cooling mécanique, des équipements tels que des échangeurs de chaleur, des ventilateurs et des systèmes de régulation sont utilisés pour transférer la chaleur des équipements informatiques vers un fluide de refroidissement, généralement de l’eau. Ce fluide est ensuite refroidi en utilisant l’air extérieur lorsque les conditions sont favorables, souvent la nuit ou pendant les périodes de températures plus fraîches.
Les systèmes de free cooling mécanique peuvent être configurés de différentes manières, notamment en utilisant des tours de refroidissement, des échangeurs de chaleur air-eau, des systèmes de refroidissement par évaporation ou des systèmes de refroidissement par compression de vapeur. L’objectif est toujours de minimiser l’utilisation des systèmes de climatisation traditionnels, ce qui réduit la consommation d’énergie et les coûts associés.
Bien que le free cooling mécanique puisse nécessiter des investissements initiaux plus importants que le free cooling naturel, il offre généralement un contrôle plus précis de la température et peut être plus adapté aux environnements où les conditions climatiques sont moins favorables ou plus variables.
Free cooling : votre empreinte environnementale
Le refroidissement des centres est peut-être le plus gros défi auquel sont confrontés les responsables de data centers lorsqu’ils cherchent à réduire leur impact environnemental. L’efficacité des procédés et solutions de refroidissement sont des obstacles significatifs à la réduction de l’indicateur d’efficacité énergétique (PUE) d’un data center. Historiquement, la plupart des installations avaient un PUE inférieur à 1,8, mais il devient de plus en plus fréquent de voir celui-ci atteindre 1,2, lorsque le refroidissement a été optimisé.
Le free cooling est l’une des techniques les plus utilisées pour faciliter cette évolution et vous permettre de réduire votre empreinte environnementale. DATA4 n’a cessé d’évaluer sa propre empreinte environnementale et de chercher à réduire son indice PUE dans ses installations. Grâce notamment à la mise ne place de technologies de free cooling, Data4 a réussi à réduire de plus de 20% son PUE et nos nouvelles installations ciblent désormais un PUE inférieur ou égal à 1,25.
